轨道交通简支箱梁桥振动传递特性分析

基于某地铁高架线的简支箱型梁桥,建立轨道-桥梁振动传递特性分析模型,研究简支梁跨度、轨下刚度、桥上轨道结构形式以及箱型梁断面等因素对高架桥梁结构与噪声辐射相关的振动传递特性的影响。结果表明,简支梁跨度的变化不影响与噪声辐射相关的振动,而减振扣件可在90 Hz以上发挥减振降噪作用;加厚箱梁顶板和腹板能在一定程度上减小箱梁的振动和辐射噪声,用多腔室箱梁代替单箱室箱梁可显著减小振动及辐射噪声。分析结果可为城市轨道高架桥梁结构的设计和选择提供一定的理论参考依据。     

轨道交通桥梁结构噪声影响及治理措施研究

为探讨轨道交通桥梁结构噪声分布规律及评价采取轨道减振措施后的降噪效果,以某轨道交通高架线路为例,采用有限元与边界元相结合的方法分析有无隔振措施时桥梁振动及其引起的结构噪声,其中主要分析钢弹簧浮置板轨道、减振扣件轨道和橡胶减振垫轨道3种轨道减振措施。结果表明:单箱单室箱梁辐射声能量主要集中于31.5~125 Hz,噪声峰值出现在40~63 Hz;列车运行速度越大,桥梁结构噪声辐射总声压级越大;采取隔振措施后结构噪声可降低约5.6~16.6 dB(A),其中钢弹簧浮置板轨道降噪效果明显优于橡胶减振垫轨道和减振扣件轨道。     

城市轨道交通减振降噪型轨道结构的选择

城市轨道交通噪声主要由轮轨噪声、动力设备噪声、结构振动噪声组成。降低轮轨噪声，是城市轨道交通降噪的关键之一。不同的轨道结构，具有不同的减振降噪能力。减振降噪型轨道结构分三类：弹性扣件、弹性支承块和浮置板。根据这三类减振降噪型轨道结构，提出对降噪要求不同的地区，应选择不同类型的轨道结构。     

应用于城市轨道交通高架箱梁桥减振降噪的调液阻尼器控制仿真

为研究调液阻尼器(TLD)在城市轨道交通高架箱梁桥减振降噪上的可行性,利用Matlab编制了随机轮轨力载荷谱。借助ANSYS和Virtual.lab软件的FEM/BEM联合仿真功能,对铺设有板式无砟轨道的简支箱梁桥在安装TLD前后的振动及噪声辐射特性进行了模拟分析。结果表明:TLD可以有效减小轨道交通高架箱梁桥的振动和整体噪声辐射,相同水量条件下,浅水TLD的减振降噪作用更好。安装TLD后,轨道中心线处桥面板的竖向位移和加速度幅值减小5%~15%,箱梁腹板的横向位移和加速度峰值可减小20%~40%,腹板附近噪声均值减小5 dB。     

宁波机场路南延工程公轨一体化双层高架桥精细化设计

宁波机场路南延工程为公轨一体化双层高架工程,根据目前大力发展预制结构和注重环保的工程建设要求,进行精细化设计,重点在快速施工、减振降噪、U型轨道梁顶疏散平台等方面进行设计研究。结合宁波机场路南延工程,从精细化设计的角度介绍公轨一体化双层高架桥的设计要点。通过上、下层分别梁上运梁、共用一套架桥机的工艺创新,实现双层预制梁结构应用,即在闭口型框架桥墩的上下层均采用预制轨道梁,极大地提高了双层高架桥的施工速度。减振降噪措施方面涉及U型轨道梁构造优化、声屏障设置、减振降噪伸缩缝等。研究U型轨道梁内腹板顶兼作疏散平台时,平台与车厢底板的位置关系。     

城市轨道交通单线U型梁振动与噪声分析

研究目的:针对日益严重的桥梁结构低频噪声问题,本文建立钢轨、无砟轨道、桥梁结构的梁-板振动有限元预测模型,分析城市轨道交通单线U型梁在垂向轮轨力作用下20~200 Hz范围内频域的振动及其近场、远场的结构噪声特性,同时分析U型梁各板件的声贡献量。通过对U型梁进行振动噪声分析,提出截面优化建议。研究结论:(1)U型梁的振动幅值峰值出现在31.5~63 Hz左右,翼板的振动幅值最大,其次是底板和腹板;(2)由钢轨到U型梁的振动功率级损失在16.9~20 dB左右,U型梁各板件的振动功率级与其声压贡献量的规律基本一致,底板腹板翼板;(3)在近场点各板件的声压级峰值都在50 Hz,底板的声压级最大,其次是腹板和翼板;(4)远场噪声主要受底板的作用影响,其声压贡献量达到81%左右,因此应作为主要降噪对象,而翼板的振动峰值虽大,但对声场的影响很小,几乎可以忽略不计;(5)该研究成果可为城市轨道交通的桥梁采取减振降噪措施提供借鉴。     

轨道交通槽形梁结构振动与噪声特性研究

为研究轨道交通槽形梁结构振动与噪声的特性,基于车辆-轨道耦合动力学模型,利用有限元和边界元法分析槽形梁结构的声振特性,得到槽形梁底板的垂向振动加速度振级和腹板的横向振动加速度振级的峰值频率均为63 Hz;槽形梁结构噪声的线性声压级的峰值频率在31.5~80 Hz之间,且离桥梁的距离越远,场点的最大线性声压级越小。研究结果表明:采用固支边界条件的槽形梁结构自振频率较大,且具有显著的减振降噪效果,结果可为轨道交通槽形梁的结构声学优化提供理论参考。     

城市轨道交通桥梁振动及噪声辐射研究

高架结构在轨道交通中的比例愈来愈大,城轨桥梁振动引起的噪声辐射问题也引起越来越多的关注。利用边界元方法对槽型梁、箱型梁及T型梁3种不同截面形式的城轨桥梁的振动噪声辐射进行分析,研究结果表明:在列车荷载作用下槽型梁的位移响应最大,其次为箱型梁,T型梁的位移响应最小;城轨桥梁下部场点的声压级普遍大于上部场点的声压级;距离轨道中心线0~10 m范围内,槽型梁的场点声压级最大,其次为T型梁,箱型梁的场点声压级最小;10~40 m范围内T型梁的场点声压级最大,其次为箱型梁,槽型梁的场点声压级最小;列车的运行参数对结构的振动响应和振动噪声辐射有显著影响。     

浅析减振降噪型无碴轨道结构设计

通过分析轨道结构噪声和振动的产生与传播的特点，指出了减振降噪型轨道结构的设计原则。提出了一些降低轨道结构噪声与振动的有效方法和结构形式。对城市轨道交通设计以及轨道结构设计，具有一定的参考和实用价值。     

无砟轨道噪声振动特性及其治理措施研究

通过国内西南地区无砟轨道试验段的动车组实车运行试验,研究动车组在路基和高架结构典型无砟轨道线路条件下运行的辐射噪声与环境振动特性。通过实际测量和仿真计算,对铁路减振降噪效果进行分析比较和综合评估,并提出减振降噪的措施和建议。     

斜拉桥箱形主梁斜腹板的合理厚度分析

针对斜拉桥中双箱式主梁,采用三维有限元分析方法,建立具有不同斜腹板厚度(18 cm,24 cm,30 cm,35 cm,40 cm)的5个箱形主梁有限元模型,分析其空间应力分布特点,归纳出斜拉桥中此类双箱单室倒梯形截面的薄弱环节及斜拉桥箱梁在不同斜腹板厚度下的应力变化。考虑到梁段以外附近区域的作用,在其两端截面上施加由平面杆系结构分析所得的端面内力,另外,索力和预加力(梁纵向、横隔梁横向、斜腹板竖向)也施加在相应的位置,分析了不同工况下箱形主梁在自重、索力和预应力作用下的空间应力效应。通过对以上工况计算结果的静力分析,归纳出斜拉桥中此类双箱式截面的应力分布特点,并提出斜腹板厚度的合理化建议。分析表明:斜腹板厚度为30 cm左右时,主梁的应力分布比较合理。     

城市轨道交通高架结构噪声研究的进展

回顾了十多年来城市轨道交通高架结构噪声领域的研究状况。总结了结构噪声的频率特性、噪声和列车速度的关系、桥梁局部模态和整体模态对结构噪声的影响;比较了箱型梁和槽型梁的声压级指标。简要介绍了结构噪声的计算方法,同时指出了每种方法的不足;从减隔振、限制振动传播和能量衰减方面总结了相应的降噪措施,并重点介绍了减隔振降噪措施。最后,指出了该领域可进一步研究的问题。     

城市轨道交通高架线的设计研究

研究目的:针对深圳地铁3号线高架线路比重大的特点,提出高架线路应重点研究的几个课题,以解决高架线路设计关键技术问题。研究方法:结合城市规划、高架线周边环境、结构体系等进行综合技术对比分析。研究结果:通过深圳地铁3号线高架线路设计中对高架桥梁、车站站台型式、减震降噪等课题的研究,探索城市轨道交通高架线路设计的经验和相关技术措施。研究结论:城市轨道交通高架桥梁的选型除满足结构受力要求外,还应结合城市规划、城市景观统一考虑,通常应选择箱形梁。高架车站站台的型式从运营、体量等方面考虑,一般宜选择岛式站台。高架线路的减震降噪要从结构、轨道、声屏障等方面采用综合措施。     

城市轨道交通U型梁高架系统关键技术研究及创新

结合我国城市轨道交通高架线的应用和发展瓶颈分析,介绍作者及其团队在U型梁高架系统新技术研发和应用方面所取得的主要成果,包括U型梁结构技术、综合降噪技术、与轨道交通各系统的一体化融合技术、施工技术以及技术经济性等内容。以U型梁结构为载体,集成了完备的设计理论和计算方法、减振降噪、节能环保、造型美观、桥面系功能完善、车辆运行安全防护、施工便捷、工期短、显著的经济性等诸多优势,构筑了新一代环境友好型轨道交通高架系统。U型梁高架系统新技术的应用,对促进我国城市轨道交通高架线的健康和可持续发展起到了重要的作用。     

沪通铁路(80+108+80)m连续槽形梁方案研究

预应力混凝土槽形梁是一种下承式桥梁结构形式,底板作为行车道板,腹板作为主要受力构件,能有效地降低结构线路的高度。介绍沪通铁路(80+108+80)m连续槽形梁方案构思和结构设计:全梁腹板采用等高度,兼作声屏障,腹板上设置大圆孔,可以减轻结构质量,使得结构更加美观,双线铁路轨道位于底板上,大大降低了线路高程,经济和社会效应显著。平面结构分析表明,梁体刚度较大,各项指标均满足规范要求;空间分析采用实体单元,计算表明结构整体受力合理,满足混凝土的强度要求。     

高速铁路调频约束阻尼钢轨的降噪性能

为研究同时采用约束阻尼降噪和动力吸振2种措施的调频约束阻尼钢轨在高速运营条件下的降噪性能,利用有限元法建立钢轨-吸振器有限元模型,分析了谐振式动力吸振器关键参数对钢轨振动特性的影响,并建立试验段进行实车试验。研究结果表明:谐振式动力吸振器的谐振块质量不宜小于3.0 kg,弹性体弹性模量宜为1.0~3.0 MPa,弹性体阻尼宜为7.5~15.0 kN·s/m;调频约束阻尼系统可在较宽频域内降低钢轨竖向和横向振动,抑制以800~1 400 Hz为主频的高速铁路钢轨振动,在630~1 600 Hz频域降噪效果显著。     

调频式钢轨阻尼器安装偏差对钢轨振动衰减率的影响

为提高调频式钢轨阻尼器的减振降噪作用,本文基于谱元法建立简化计算模型,推导出钢轨单元的谱传递矩阵,再用BLOCH定理计算出钢轨振动衰减率。通过计算安装调频式钢轨阻尼器前后钢轨的振动衰减率,分析调频式钢轨阻尼器对钢轨振动衰减率的影响,并计算对比调频式钢轨阻尼器安装偏差的影响。结果表明:调频式钢轨阻尼器能大幅度提高自身工作频率附近的振动衰减率,在300,1 700 Hz附近均出现新的带隙,且钢轨一阶Pinned-pinned共振频率附近的带隙被拓宽,相应的衰减率峰值也得到提高;调频式钢轨阻尼器安装偏差会对500 Hz以上高频部分的振动衰减率产生影响,对500 Hz以内的几乎不会产生影响。     

列车制动对刚构桥上无缝线路梁轨相对位移的影响研究

基于有限元方法建立桥上无缝线路单层弹簧阻力模型,研究了刚构桥及相邻简支梁桥桥墩纵向水平刚度匹配关系对梁轨相对位移的影响。采用铁路上常用的3种跨度刚构桥进行对比计算分析,结果表明,在刚构桥全桥制动时,刚构桥桥墩纵向水平刚度在一个范围内,梁轨相对位移随着刚构桥相邻两侧简支梁桥桥墩纵向水平刚度的增加先降低后增加;小于该范围时,梁轨相对位移随着简支梁桥桥墩刚度的减小而减小;而大于该范围时,梁轨相对位移变化规律与小于该范围的规律相反;并且该刚度范围随着刚构桥总长度的增加而增大。对于60 m+100 m+60 m的刚构桥,上述范围为1 100¹ 400 kN//(cm·双线);当刚构桥桥墩刚度取定为1 100 kN/(cm·双线),简支梁刚度从800 kN/(cm·双线)降低到400 kN/(cm·双线)时,附加伸缩力降低,梁轨相对位移先降低后增加,采用归一化方法处理数据,得出最优刚度取值为455 kN/(cm·双线)。     

减振垫刚度变化对U型梁桥系统振动及结构噪声的影响研究

为了研究隔离式减振垫垂向刚度对U型梁桥结构振动及噪声的影响,采用多体动力学和有限元联合仿真的方法建立基于Timoshenko梁模型的车辆-轨道-桥梁刚柔耦合动力学模型,并将理论计算结果与以往文献对比,验证了模型的有效性。基于该模型计算了减振垫垂向刚度不同情况下的桥梁系统振动及噪声响应。结果表明:随着隔离式减振垫垂向刚度的增大,钢轨和轨道板的振动响应都有不同程度的减小,但桥梁结构的振动响应被放大,轨道结构和U型桥梁的振动幅值先是产生明显变化,随后逐渐趋于平缓;隔离式减振垫垂向刚度增加会增大桥梁结构二次噪声,所以应该选取较小的隔振垫刚度以达到抑制U型梁桥结构二次噪声的目的,但过小的垂向刚度可能会放大40 Hz以内低频区域的结构噪声。综合U型梁桥系统振动及结构噪声的计算结果,考虑到工程成本,用于高架结构的隔离式减振垫垂向刚度取为0.067N/mm~3较为合适。     

正交试验下槽形梁桥瞬态噪声影响分析

为了探讨结构参数对桥梁结构噪声的影响,以某拟建轨道交通槽形梁为研究对象,选取桥梁支座刚度、桥梁阻尼比、桥梁结构刚度3个影响因素,结合有限元-瞬态边界元理论,对其进行正交分析。研究结果表明:轨道交通槽形梁结构瞬态辐射噪声对桥梁结构阻尼和结构刚度的改变较为敏感,随着桥梁结构阻尼参数和结构刚度系数的增大,声场最大线性声压级逐渐减小;在结构辐射噪声近声场处,桥梁结构刚度对槽形梁结构噪声影响较为显著;在结构辐射噪声远声场处,桥梁阻尼比对槽形梁结构噪声影响较为显著;应当有针对性地对桥梁结构噪声影响参数进行优化,从而改善桥梁结构噪声性能。